地球的自转和公转造成了白天和黑夜,这对动物睡眠有直接影响。人的一生有一小半的时间在睡眠中度过,而那些需要冬眠的动物,睡眠时间就更长了。动物都有睡眠,那么植物也有睡眠吗?答案是肯定的。
植物也会睡觉哦,而且,植物睡眠在植物生理学中被称为“睡眠运动”,它不仅是一种有趣的自然现象,而且是个科学之谜。
每逢月朗星稀之时,我们只要细心观察,就会发现一些植物已发生了奇妙的变化。比如常见的合欢树,它的叶子由许多小羽片组合而成,在白天舒展而又平坦,一到夜幕降临,那无数小羽片就成双成对地折合关闭,好像被手碰过的含羞草。
有时,我们在野外还可以看到一种开紫色小花、长着3片小叶的红三叶草,白天有阳光时,每个叶柄上的叶子都舒展在空中,但到了傍晚,3片小叶就闭合起来,垂着头准备睡觉。花生也是一种爱睡觉的植物,它的叶子从傍晚开始,便慢慢地向上关闭,表示要睡觉了。以上所举实例仅是一些常见的例子,事实上,会睡觉的植物还有很多很多,如酢浆草、白屈菜、羊角豆等。
不仅植物的叶子有睡眠要求,就连娇柔艳丽的花朵也需要睡眠。生长在水面的睡莲花,每当旭日东升之时,它那美丽的花瓣就慢慢舒展开来,似乎刚从梦境中苏醒,而当夕阳西下时,它又闭拢花瓣,重新进入睡眠状态。由于它这种“昼醒晚睡”的规律性特别明显,故而得到“睡莲”的芳名。
各种各样的花儿,睡眠的姿态也各不相同。蒲公英在入睡时,所有的花瓣都向上竖起闭合,看上去像一个黄色的鸡毛帚。胡萝卜的花则垂下来,像正在打瞌睡的小老头儿。
植物的睡眠运动会对它本身带来什么好处呢?最近几十年,科学家们围绕着这个问题,展开了广泛的研究。
最早发现植物睡眠运动的人,是英国著名的生物学家达尔文。100多年前,他在研究植物生长行为的过程中,曾对69种植物的夜间活动进行了长期观察,发现一些积满露水的叶片,因为承受到水珠的重量而运动不便,往往比其他能自由运动的叶片容易受伤。后来他又用人为的方法把叶片固定住,也得到了相类似的结果。达尔文虽然无法直接测量叶片的温度,但他断定,叶片的睡眠运动对植物生长极有好处,也许主要是为了保护叶片抵御夜晚的寒冷。
达尔文的说法似乎有一定道理,但缺乏足够的证据,所以一直没有引起人们的重视。20世纪60年代,随着植物生理学的高速发展,科学家们开始深入研究植物的睡眠运动,并提出了不少解释理论。
最初,解释植物睡眠运动的最广泛的理论是“月光理论”。提出这个论点的科学家认为,叶子的睡眠运动能使植物尽量少地遭受月光的侵害。因为过多的月光照射,可能会干扰植物正常的光周期感官机制,损害植物对昼夜变化的适应。然而,使人们感到迷惑不解的是,为什么许多没有光周期现象的热带植物,同样也会出现睡眠运动,这一点用“月光理论”是无法解释的。
后来科学家又发现,有些植物的睡眠运动并不受温度和光强度的控制,而是由于叶柄基部中一些细胞的膨压变化引起的。如合欢树、酢浆草、红三叶草等,通过叶子在夜间的闭合,可以减少热量的散失和水分的蒸发,尤其是合欢树,叶子不仅仅在夜晚关闭睡眠,当遭遇大风大雨时,也会逐渐合拢,以防柔嫩的叶片受到暴风雨的摧残。这种保护性的反应是对环境的一种适应。
随着研究的深入,科学家还发现了植物也有与人一样的午睡习惯。原来,植物的午睡是指中午大约11时至下午2时,叶子的气孔关闭,光合作用明显降低这一现象。科学家认为,植物午睡主要是由于大气环境的干燥和炎热引起的,午睡是植物在长期进化过程中形成的一种抗干旱的本能,为的是减少水分散失,以便在不良环境下生存。